Особенности подготовки опавшей листвы для получения нефтесорбентов

Древесные насаждения являются неотъемлемым природным элементом городов. В осенний период во время листопада на урбанизированной территории образуется растительный отход (опавшая листва). Жилищно-коммунальные службы производят сбор и последующий вывоз опавшей листвы на полигоны твердых коммунальных отходов. Однако в рамках постепенного перехода к экономике замкнутого цикла и подготовки национального проекта «Технологическое обеспечение биоэкономики» опавшая листва может рассматриваться как ценный ресурс для вторичного использования, например, в качестве нефтесорбентов. В работе предложен способ получения нефтесорбента из опавшей листвы урбанизированной территории с применением только механических методов модификации (сушка, измельчение, гранулирование и получение подушек). Способ апробирован на собранных в пределах урбанизированной территории г. Уфы листьях ясеня обыкновенного (Fraxinus excelsior L.), нефтеемкость которых ранее не изучалась. Среди исследуемых образцов нефтесорбентов (частицы листьев Fraxinus excelsior L. размером от 0.1 до 5 мм, гранулы и подушка из частиц размером 2 мм) наилучший результат демонстрируют частицы с размерами 1 и 2 мм, а также подушка. Для гранул получен наихудший результат.

1. Keskitalo J., Bergquist G., Gardeström P., Jansson S. A cellular timetable of autumn senescence // Plant Physiol. 2005. V. 139, No 4. P. 1635–1648. https://doi.org/10.1104/pp.105.066845.

2. Ali Smith Y.R. Determination of chemical composition of Senna-siamea (Cassia leaves) // Pak. J. Nutr. 2009. V. 8, No 2. P. 119–121. https://doi.org/10.3923/pjn.2009.119.121.

3. Maillard A., Diquélou S., Billard V., Laîné P., Garnica M., Prudent M., Garcia-Mina J.-M., Yvin J.-C., Ourry A. Leaf mineral nutrient remobilization during leaf senescence and modulation by nutrient deficiency // Front. Plant Sci. 2015. V. 6. Art. 317. https://doi.org/10.3389/fpls.2015.00317.

4. ГОСТ 13056.3-86. Семена деревьев и кустарников. Методы определения влажности. М.: Изд-во стандартов, 1986. 15 с.

5. ГОСТ Р 53233-2016. Волокно хлопковое. Методы определения влажности. М.: Стандартинформ, 2016. 7 с.

6. ГОСТ 16187-70. Сорбенты. Методы определения фракционного состава. М.: Изд-во стандартов, 1970. 4 с.

7. ГОСТ 33627-2015. Уголь активированный. Стандартный метод определения сорбционных характеристик адсорбентов. М.: Стандартинформ, 2016. 15 с.

8. Джонсон Н., Лион Ф. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке. Методы обработки данных. М.: Мир, 1980. 610 с.

9. Филина Н.А. Исследование сорбционных свойств древесных отходов для сбора нефтепродуктов с последующей утилизацией их в виде топливных брикетов: дис. … канд. техн. наук. Пенза, 2011. 173 с.

10. Obi A.I., Ajiwe V.I., Okonkwo C.P. Equilibrium and kinetic studies of crude oil sorption on unmodified and modified Napier grass // Makara J. Sci. 2023. V. 27, No 2. P. 115−128. https://doi.org/10.7454/mss.v27i2.1458.

11. Gong L., Sun W., Kong L. Adsorption of methylene blue by NaOH-modified dead leaves of plane trees // Comput. Water, Energy, Environ. Eng. 2013. V. 2, No 2B. P. 13–19. https://doi.org/10.4236/cweee.2013.22B003.

12. Cheu S.C., Kong H., Song S.T., Saman N., Johari K., Mat H. High removal performance of dissolved oil from aqueous solution by sorption process using fatty acid esterified pineapple leaf as novel sorbents // RSC Adv. 2016. V. 6, No 17. P. 13710–13722. https://doi.org/10.1039/C5RA22929D.

13. Кальсин Н.А., Насырова Э.С., Елизарьев А.Н. Измельчитель опавшей листвы // Патент РФ на полезную модель № 225257. 2024. Бюл. ФИПС № 11.

14. Mudryk K., Jewiarz M., Wróbel M., Niemiec M., Dyjakon A. Evaluation of urban tree leaf biomasspotential, physico-mechanical and chemical parameters of raw material and solid biofuel // Energies. 2021. V. 14, No 4. Art. 818. https://doi.org/10.3390/en14040818.

15. Насырова Э.С., Кальсин Н.А., Елизарьев А.Н. Способ получения гранулированного нефтесорбента из листового опада // Патент РФ на изобретение № 2826205. 2024. Бюл. ФИПС № 25.

16. Брагинец С.В., Бахчевников О.Н., Деев К.А. Влияние различных параметров на процесс гранулирования растительного сырья и качество гранул (обзор) // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2023. Т. 24, №. 1. С. 30–45. https://doi.org/10.30766/2072-9081.2023.24.1.30-45.

17. Кальсин Н. А., Насырова Э. С., Бондарь К. Е., Нафикова Э. В. Природные нефтесорбенты растительного происхождения и их эффективность (обзор зарубежных работ) // Вестник Евразийской науки. 2024. Т. 16, № 2. Статья 61.

18. Sidik S.M., Jalil A.A., Triwahyono S., Adam S.H., Satar M.A.H., Hameed B.H. Modified oil palm leaves adsorbent with enhanced hydrophobicity for crude oil removal // Chem. Eng. J. 2012. V. 203. P. 9–18. https://doi.org/10.1016/j.cej.2012.06.132.

19. Abutaleb A. Kinetics, isotherm, and thermodynamics of oil spill removal from seawater onto mango leaves // Desalin. Water Treat. 2022. V. 278. P. 311–318. https://doi.org/10.5004/dwt.2022.29090.

20. Eboibi B.E., Ogbue M.C., Udochukwu E.C., Umukoro J.E., Okan L.O., Agarry S.E., Aworanti O.A., Ogunkunle O., Laseinde O.T. Bio-sorptive remediation of crude oil polluted sea water using plantain (Musa parasidiaca) leaves as bio-based sorbent: Parametric optimization by Taguchi technique, equilibrium isotherm and kinetic modelling studies // Heliyon. 2023. V. 9, No 11. Art. e21413. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e21413.

21. Rasulov S.R., Kelbaliyev G.I., Karimli V.I., Abdullayeva N.A. Formation of structures in media containing oil // SIIT. 2025. V. 7, No 2 (21). Р. 103–108. https://doi.org/10.54708/2658-5014-SIIT-2025-no2-p107.

22. Kelbaliyev G.I., Rasulov S.R., Manafov M.R., Shikhieva F.R., Abdullayeva N.A. Study of modern methods of removing deposits formed in oil equipment and pipes // SIIT. 2025. V. 7, No 4 (23). P. 29–37. https://doi.org/10.54708/2658-5014-SIIT-2025-no4-p29.

23. Алексеева А.А., Степанова С.В. Применение листового опада в качестве основы сорбционного материала при ликвидации аварийных разливов нефти с поверхности воды. Казань: Изд-во КНИТУ, 2019. 132 с.

24. Степанова С.В. Теория, методы и принципы получения полифункциональных сорбционных материалов на основе целлюлозосодержащих отходов для очистки воды от нефти и ионов металлов: дис. ... д-ра. техн. наук, Казань, 2023. 232 с.

25. Sippel I.Ya., Akhmetgaleeva G.A., Magdin K.A. Application of modified ash-tree sawdust for oil removal from water surfaces // IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 2021. V. 699. Art. 012031. https://doi.org/10.1088/1755-1315/699/1/012031.

26. Денисова Т.Р., Шайхиев И.Г., Сиппель И.Я. Увеличение нефтеемкости опилок ясеня обработкой растворами кислот // Вестник Казанского технологического университета. 2015. Т. 18, № 17. С. 233–236.